一、原子自發(fā)輻射的非馬爾科夫理論(論文文獻(xiàn)綜述)
林佩英[1](2021)在《非馬爾科夫環(huán)境下二能級(jí)原子與耦合腔之間的糾纏轉(zhuǎn)移》文中指出量子糾纏現(xiàn)象是量子力學(xué)最明顯的特征之一,是量子物理與經(jīng)典物理之間差異的重要體現(xiàn)。量子糾纏的重要性在理論研究及實(shí)踐應(yīng)用上都有明顯體現(xiàn):首先,對(duì)于量子糾纏的研究可以深化人們對(duì)量子力學(xué)基本理論的認(rèn)知;其次,量子信息理論在實(shí)際中的應(yīng)用都離不開量子糾纏的作用。眾所周知,在實(shí)際操作中我們不可能找到一個(gè)完全封閉的系統(tǒng),外界環(huán)境總會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生一定的干擾,從而導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生消相干現(xiàn)象,致使系統(tǒng)的糾纏性遭到破壞,所以環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的作用是實(shí)現(xiàn)量子信息應(yīng)用的主要障礙。在此情況下,研究量子開放系統(tǒng)的糾纏演化具有現(xiàn)實(shí)意義。不同的外部環(huán)境對(duì)開放系統(tǒng)產(chǎn)生的影響不同,可將環(huán)境分為馬爾科夫和非馬爾科夫環(huán)境。在非馬爾科夫環(huán)境下系統(tǒng)的演化過程具有記憶效應(yīng),流向環(huán)境的信息與能量會(huì)反作用于系統(tǒng),正是由于這種反饋?zhàn)饔?可以延緩消相干現(xiàn)象。基于此,本文主要研究了耦合腔與兩個(gè)非相互作用的二能級(jí)原子的糾纏演化特性,并探究了非馬爾科夫環(huán)境對(duì)糾纏轉(zhuǎn)移的影響。本文研究的理論模型是由超導(dǎo)量子干涉儀(SQUID)連接的兩個(gè)腔及分別置于腔中的兩個(gè)二能級(jí)原子構(gòu)成,可以使用電路量子電動(dòng)力學(xué)(Circuit QED)來模擬。利用“非馬爾科夫量子態(tài)耗散方法(NMQSD)”我們推導(dǎo)出該系統(tǒng)的主方程,并且從以下幾個(gè)方面詳細(xì)分析了非馬爾科夫環(huán)境對(duì)系統(tǒng)糾纏轉(zhuǎn)移的影響。首先我們探討了旋波近似下原子及腔間的糾纏轉(zhuǎn)移。結(jié)果表明,盡管由于系統(tǒng)與環(huán)境的相互作用使得糾纏度在逐漸減小,但腔間糾纏仍周期性地轉(zhuǎn)移到原子上。其次,我們通過改變記憶時(shí)間的長(zhǎng)短來控制外界環(huán)境由馬爾科夫過渡為非馬爾科夫。并且發(fā)現(xiàn)當(dāng)記憶時(shí)間越長(zhǎng),越趨近于非馬爾科夫環(huán)境時(shí),轉(zhuǎn)移到原子上的糾纏值越大,且會(huì)出現(xiàn)多次糾纏死亡—復(fù)活現(xiàn)象;相反當(dāng)記憶時(shí)間越短,環(huán)境越顯現(xiàn)出馬爾科夫效應(yīng),此時(shí)糾纏最大值明顯小于前者,且糾纏在死亡之后也不再出現(xiàn)糾纏復(fù)活現(xiàn)象。所以非馬爾科夫環(huán)境可以增強(qiáng)糾纏轉(zhuǎn)移,起到保護(hù)糾纏的作用,同時(shí)記憶效應(yīng)對(duì)糾纏的產(chǎn)生也有明顯增強(qiáng)作用。最后,我們還研究了腔間耦合系數(shù)對(duì)系統(tǒng)糾纏動(dòng)力學(xué)的影響,發(fā)現(xiàn)腔間耦合系數(shù)可以改變糾纏轉(zhuǎn)移的大小及速率,因此可以通過選取最優(yōu)的耦合系數(shù)維持系統(tǒng)間的糾纏轉(zhuǎn)移。
文莎莎[2](2020)在《表面等離激元納米結(jié)構(gòu)中原子的自發(fā)輻射動(dòng)力學(xué)》文中提出激發(fā)態(tài)原子的自發(fā)輻射動(dòng)力學(xué)是量子光學(xué)最核心的研究?jī)?nèi)容,在量子計(jì)算和量子態(tài)操控領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。表面等離激元具有極強(qiáng)的局域場(chǎng)增強(qiáng)效應(yīng),能極大的增強(qiáng)光與物質(zhì)的相互作用。本文研究表面等離激元對(duì)自發(fā)輻射動(dòng)力學(xué)的影響,重點(diǎn)闡述系統(tǒng)存在表面等離激元-量子點(diǎn)束縛態(tài)的情況。具體內(nèi)容如下:第一章,主要介紹表面等離激元納米結(jié)構(gòu)中原子自發(fā)輻射動(dòng)力學(xué)的求解方法。包括表面等離激元簡(jiǎn)介以及描述金屬對(duì)電磁場(chǎng)響應(yīng)的局域Drude模型,非局域流體動(dòng)力學(xué)模型(Hydrodynamic Model)以及廣義非局域(Non-local Optical Response)響應(yīng)模型,重點(diǎn)介紹耗散微納結(jié)構(gòu)中自發(fā)輻射動(dòng)力學(xué)的格林函數(shù)預(yù)解算子方法和解時(shí)域薛定諤方程方法,為應(yīng)用以上兩種動(dòng)力學(xué)求解方法,我們介紹了一些相關(guān)物理量的計(jì)算方法,包含球形納米結(jié)構(gòu)中光子格林函數(shù)的解析計(jì)算方法以及任意形狀納米結(jié)構(gòu)中光子格林函數(shù)的數(shù)值計(jì)算方法,還介紹了能級(jí)移動(dòng)的計(jì)算方法。第二章,局域響應(yīng)下,金屬對(duì)電磁場(chǎng)的響應(yīng)可用一個(gè)復(fù)介電函數(shù)描述,通常采用基于經(jīng)典電子論的Drude-Lorentz模型描述,然而,以上模型所得的介電函數(shù)只在一段較窄的頻率范圍內(nèi)能與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合。本章研究當(dāng)金屬介電函數(shù)采用Drude模型和實(shí)驗(yàn)測(cè)量值時(shí),金屬納米球附近的二能級(jí)原子的基態(tài)能級(jí)移動(dòng)的差異。結(jié)果表明,當(dāng)物理量與較寬頻率范圍內(nèi)的電磁場(chǎng)響應(yīng)有關(guān)時(shí),原則上介電函數(shù)應(yīng)當(dāng)采用實(shí)驗(yàn)測(cè)量值而不能采用模型化的結(jié)果。第三章,量子點(diǎn)和表面等離激元之間可以形成束縛態(tài),處于激發(fā)態(tài)的量子點(diǎn)不會(huì)完全衰減到基態(tài),而是在很長(zhǎng)時(shí)間后仍然有一定的幾率處于激發(fā)態(tài)。本章發(fā)展了一些方法來研究這個(gè)問題,并展示束縛態(tài)是如何形成及其對(duì)非馬爾科夫自發(fā)輻射動(dòng)力學(xué)的影響。我們發(fā)展了一種高效計(jì)算負(fù)頻時(shí)的能級(jí)移動(dòng)的數(shù)值方法。還發(fā)展了一種獲得長(zhǎng)時(shí)間極限下激發(fā)態(tài)的生存幾率的高效方法,該方法無需計(jì)算束縛態(tài)的本征頻率,也無需計(jì)算系統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)間動(dòng)力學(xué)演化,其概率幅等于一減去正頻范圍內(nèi)演化譜的積分。利用計(jì)算所得的上述兩個(gè)量,本文證明了當(dāng)有束縛態(tài)存在時(shí),基于格林函數(shù)預(yù)解算子方法可以有效地獲得初始處于激發(fā)態(tài)量子點(diǎn)的非馬爾科夫自發(fā)輻射動(dòng)力學(xué)。本章還給出一種確定系統(tǒng)是否存在束縛態(tài)的一般準(zhǔn)則。采用數(shù)值模擬,展示了以上方法在量子點(diǎn)處于金屬納米球附近和表面等離激元納米腔中的應(yīng)用性能。數(shù)值結(jié)果表明,以上方法行之有效,且當(dāng)躍遷偶極矩大于臨界值時(shí),激發(fā)態(tài)的生存幾率能長(zhǎng)時(shí)間的部分保持。此外,還發(fā)現(xiàn)臨界偶極矩強(qiáng)烈的依賴于量子點(diǎn)到金屬表面的距離,而不太依賴于納米球或者納米柱的尺寸。我們的方法可用于理解開放量子系統(tǒng)中自發(fā)輻射動(dòng)力學(xué)的壓制原理以及提供一種形成束縛態(tài)的一般物理圖像。第四章,采用COMSOL Multiphysics,求解非局域HDM和GNOR以及局域Drude色散模型下,納米球、橢球以及金屬球殼外的光子散射格林函數(shù)。利用第三章的求解方法,研究非局域的HDM和GNOR以及局域Drude模型下,納米球、橢球以及金屬球殼附近量子點(diǎn)的非馬爾科夫自發(fā)輻射動(dòng)力學(xué)特性以及束縛態(tài)的存在條件。結(jié)果表明,相比于Drude模型,HDM模型下,自發(fā)輻射率的峰值降低且藍(lán)移,GNOR模型會(huì)進(jìn)一步的降低HDM給出的峰值高度而幾乎不改變峰位。另外,相比于HDM和Drude模型,GNOR模型下,初始處于激發(fā)態(tài)的原子能更快的到達(dá)穩(wěn)定的狀態(tài)。第五章,對(duì)本論文作簡(jiǎn)要總結(jié)及展望。
程石婧[3](2020)在《真空漲落與量子系統(tǒng)的糾纏動(dòng)力學(xué)和輻射性質(zhì)》文中進(jìn)行了進(jìn)一步梳理從量子意義上說,真空不再是一無所有的虛空,而是存在著時(shí)刻漲落的量子場(chǎng)。因此,量子世界中任何真實(shí)的系統(tǒng)都不能再被當(dāng)作孤立系統(tǒng),因?yàn)樗鼈兣c真空這類外部環(huán)境之間的相互作用總是不可避免的,而正是漲落量子場(chǎng)的諸多類型造就了開放量子系統(tǒng)多樣的動(dòng)力學(xué)行為。最近,人們直接探測(cè)到來自雙黑洞合并系統(tǒng)的引力波信號(hào),這一突破既證實(shí)了愛因斯坦在廣義相對(duì)論中對(duì)引力波存在的預(yù)測(cè),又推動(dòng)了人們對(duì)引力波量子化所導(dǎo)致效應(yīng)的研究。如果我們認(rèn)為大家所熟知的基本量子原理同樣適用于引力,即建立量子引力理論,那么引力波量子化的一個(gè)最直接的結(jié)果就是時(shí)空自身也會(huì)發(fā)生量子漲落。本文將研究與時(shí)空自身量子漲落相關(guān)的兩種效應(yīng)―基本量子系統(tǒng)的自發(fā)激發(fā)和量子糾纏產(chǎn)生問題,并將結(jié)果與真空物質(zhì)場(chǎng)漲落的相應(yīng)情況進(jìn)行比較。另外,我們知道平直時(shí)空中邊界的存在會(huì)改變真空中漲落的場(chǎng)模,這種對(duì)真空漲落的修正作用可導(dǎo)致很多新穎的效應(yīng),例如Casimir效應(yīng)、光錐的漲落、以及真空電磁漲落中試驗(yàn)粒子的Brownian運(yùn)動(dòng)等。因此,本文還將研究全反射邊界的存在對(duì)兩個(gè)勻加速運(yùn)動(dòng)的二能級(jí)原子間糾纏動(dòng)力學(xué)的影響。最后,本文將研究另一個(gè)與真空漲落相關(guān)的可觀測(cè)效應(yīng),即真空漲落誘導(dǎo)的兩原子間的相互作用,即Casimir-Polder相互作用,我們旨在運(yùn)用一種較簡(jiǎn)單的計(jì)算方法,在開放量子系統(tǒng)的框架下計(jì)算了兩個(gè)二能級(jí)原子之間的Casimir-Polder相互作用。我們得到了以下主要結(jié)論:1.我們研究了真空中與漲落量子引力場(chǎng)耦合的可引力極化的勻加速原子的自發(fā)激發(fā),并將結(jié)果與充滿引力子且處于Unruh溫度的熱庫(kù)中靜止原子的結(jié)果進(jìn)行了比較。我們發(fā)現(xiàn),與物質(zhì)場(chǎng)的情形類似,在時(shí)空自身漲落的影響下,真空中勻加速的原子和處在熱庫(kù)中的靜止原子都可能從基態(tài)躍遷到較高能級(jí)的激發(fā)態(tài),且原子躍遷率中加速度冪次項(xiàng)的出現(xiàn)說明原子的加速運(yùn)動(dòng)和熱輻射場(chǎng)之間的等效關(guān)系不再成立。2.基于開放量子系統(tǒng)理論,我們?cè)谒碾A微擾近似下計(jì)算了兩任意態(tài)原子之間Casimir-Polder相互作用,并發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩原子系統(tǒng)的態(tài)滿足某種條件時(shí),二階微擾是領(lǐng)頭階,否則Casimir-Polder相互作用展現(xiàn)的將至少是四階微擾效應(yīng)。3.我們發(fā)現(xiàn)真空中漲落的量子引力場(chǎng)也能夠?yàn)閮蓚€(gè)可引力極化的子系統(tǒng)提供間接的相互作用,促使子系統(tǒng)之間產(chǎn)生糾纏,這一點(diǎn)與考慮標(biāo)量場(chǎng)漲落的情形相同。然而與標(biāo)量場(chǎng)情形不同的是,時(shí)空自身漲落導(dǎo)致的糾纏產(chǎn)生還關(guān)鍵性地依賴于原子的極化方式。我們還發(fā)現(xiàn),在一塊無窮大引力全反射邊界附近平行放置的子系統(tǒng),它們之間更容易產(chǎn)生糾纏。4.我們?cè)陂_放量子系統(tǒng)的框架下,研究了一塊無窮大全反射邊界附近兩個(gè)與真空電磁漲落耦合的勻加速二能級(jí)原子間的糾纏動(dòng)力學(xué)。我們發(fā)現(xiàn)對(duì)于原子平行放置的情形,當(dāng)兩個(gè)橫向極化的原子非??拷吔鐣r(shí),它們之間的初始糾纏可以一直保留下來,似乎它們是一個(gè)封閉系統(tǒng),而對(duì)于兩個(gè)垂直極化的原子而言,描述糾纏的物理量―并發(fā)度(concurrence)的演化速度是自由空間時(shí)的2倍。對(duì)于平行放置在邊界附近的兩原子系統(tǒng),它們之間糾纏的產(chǎn)生時(shí)間顯著地提前或推遲,而當(dāng)原子垂直邊界擺放時(shí),并發(fā)度(concurrence)在演化過程中的最大值明顯增加。
王暢[4](2020)在《量子躍遷反饋控制下開放三能級(jí)系統(tǒng)的費(fèi)舍信息與量子失協(xié)》文中研究指明量子費(fèi)舍信息與量子失協(xié)是目前量子光學(xué)和量子信息學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。量子費(fèi)舍信息作為量子度量學(xué)的一個(gè)非常重要的概念,被用來量化系統(tǒng)在進(jìn)行參數(shù)估計(jì)時(shí)理論上所能夠達(dá)到的精度極限;而量子失協(xié)量度了比量子糾纏更普遍的量子系統(tǒng)的量子關(guān)聯(lián)。研究初期,一方面人們只注重封閉量子系統(tǒng)中量子費(fèi)舍信息與量子失協(xié)的研究。但是,每個(gè)現(xiàn)實(shí)的量子系統(tǒng)都不可避免地與其環(huán)境發(fā)生相互作用,進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)的退相干并大大降低參數(shù)估計(jì)精度;另一方面,這種研究大多只涉及二能級(jí)系統(tǒng),三能級(jí)系統(tǒng)則少見涉及。近來,三能級(jí)以上的高維系統(tǒng)的量子費(fèi)舍信息與量子失協(xié)研究引起了人們的廣泛關(guān)注。本文運(yùn)用量子躍遷反饋控制來研究三能級(jí)量子系統(tǒng)的量子費(fèi)舍信息與量子失協(xié),得到了一些有創(chuàng)新意義的結(jié)果。主要的研究?jī)?nèi)容和研究結(jié)果如下所示:第一章簡(jiǎn)要介紹了開放量子系統(tǒng)的基本理論,量子反饋控制理論和基于量子躍遷的反饋控制(quantum-jump-based feedback control,之后可以將其簡(jiǎn)稱為QJB反饋控制)的主方程推導(dǎo)。然后闡述了費(fèi)舍信息及量子失協(xié)的概念。第二章研究了QJB反饋控制下耗散qutrit的量子費(fèi)舍信息動(dòng)力學(xué)。具體研究了在QJB反饋控制單獨(dú)作用或QJB反饋控制和經(jīng)典驅(qū)動(dòng)聯(lián)合作用兩種情況下耗散qutrit的量子費(fèi)舍信息動(dòng)力學(xué),提出了提高參數(shù)估計(jì)精度的理論方案。結(jié)果表明:QJB反饋控制可以有效地提高參量估計(jì)精度。特別是當(dāng)同時(shí)存在反饋控制和經(jīng)典驅(qū)動(dòng)時(shí),可以更好地提高參數(shù)估計(jì)的精度。第三章研究了QJB反饋控制下與各自環(huán)境耦合的兩原子系統(tǒng)的量子失協(xié)動(dòng)力學(xué)。研究結(jié)果表明:量子失協(xié)的保護(hù)強(qiáng)烈依賴于量子反饋參數(shù)、初始原子態(tài)、探測(cè)效率和經(jīng)典驅(qū)動(dòng)的選擇。通過設(shè)計(jì)合適的QJB反饋控制參數(shù),量子失協(xié)能得到保護(hù)。對(duì)于不同的初始狀態(tài),發(fā)現(xiàn)在適當(dāng)?shù)膮?shù)控制下量子失協(xié)的演化是相似的。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)經(jīng)典驅(qū)動(dòng),自發(fā)輻射和低探測(cè)效率不利于量子失協(xié)的保護(hù)。第四章研究了局域的QJB反饋控制下同時(shí)與同一環(huán)境耦合的兩原子系統(tǒng)的量子失協(xié)。研究結(jié)果表明,量子失協(xié)的產(chǎn)生依賴于量子反饋參數(shù)、探測(cè)效率和經(jīng)典驅(qū)動(dòng)的選擇。經(jīng)典驅(qū)動(dòng)在量子失協(xié)的產(chǎn)生中起積極作用,但是自發(fā)輻射和低檢測(cè)效率不利于量子失協(xié)的產(chǎn)生。值得指出,穩(wěn)定的量子失協(xié)取決于反饋參數(shù),經(jīng)典驅(qū)動(dòng)和探測(cè)效率,而不取決于初始狀態(tài)。第五章對(duì)全文進(jìn)行總結(jié)和展望。
彭楨[5](2020)在《譜密度的量子計(jì)量研究》文中研究指明計(jì)量學(xué)是研究物理參量的高精度測(cè)量方法的學(xué)科,而任何基于經(jīng)典物理的計(jì)量精度都受限于散粒噪聲極限,如何突破該極限是現(xiàn)代精密科學(xué)技術(shù)發(fā)展的迫切需求。量子計(jì)量學(xué)是研究如何利用量子資源、量子編碼和量子測(cè)量來提高計(jì)量精度的學(xué)科,研究發(fā)現(xiàn)通過利用量子探針的量子糾纏作為資源和幺正演化作為參數(shù)編碼,可以獲得遠(yuǎn)超越散粒噪聲極限的海森堡極限計(jì)量精度,經(jīng)過近年的快速發(fā)展,量子計(jì)量學(xué)已經(jīng)展示出它在下一代顛覆性技術(shù)革新中的巨大潛力。另一方面,退相干是微觀系統(tǒng)與無窮多自由度的量子庫(kù)耦合導(dǎo)致的量子相干性的衰減的過程,它是一切以量子相干性為資源的量子工程任務(wù)實(shí)現(xiàn)的主要障礙,如何認(rèn)識(shí)退相干并如何控制退相干是實(shí)現(xiàn)量子工程任務(wù)的首要問題。由于退相干敏感地依賴于量子庫(kù)的譜密度,所以對(duì)譜密度的精密測(cè)量是研究退相干的主要核心。在本文中,我們提出了一種利用二能級(jí)系統(tǒng)作為量子探針、與量子庫(kù)耦合的二能級(jí)系統(tǒng)的非幺正演化作為參量編碼來對(duì)量子庫(kù)的譜密度進(jìn)行高精度量子計(jì)量的方案。在我們的方案中,量子庫(kù)既是我們要利用量子資源計(jì)量的物理對(duì)象,又會(huì)造成量子資源發(fā)生退相干,如何有效地規(guī)避退相干對(duì)量子資源的消耗并獲得量子庫(kù)物理參量的高精度計(jì)量是我們的主要著眼點(diǎn)。通過對(duì)量子探針與量子庫(kù)耦合的嚴(yán)格的非馬爾科夫動(dòng)力學(xué)研究,我們發(fā)現(xiàn),伴隨著它們組成的復(fù)合系統(tǒng)能譜中出現(xiàn)束縛態(tài),譜密度參數(shù)的計(jì)量誤差將隨編碼時(shí)間的延長(zhǎng)而遞減,該結(jié)果與傳統(tǒng)玻恩馬爾科夫近似下計(jì)量誤差隨編碼時(shí)間增大而發(fā)散的結(jié)果顯著不同,說明非幺正編碼時(shí)間仍然可以成為提高量子計(jì)量精度的一個(gè)控制自由度。進(jìn)一步研究表明,通過利用量子探針的多體糾纏,計(jì)量精度隨著探針數(shù)目的標(biāo)度關(guān)系會(huì)不僅會(huì)超越經(jīng)典散粒噪聲極限,而且還漸進(jìn)地趨于海森堡極限,我們解析地得到了該高精度量子計(jì)量實(shí)現(xiàn)的具體物理?xiàng)l件。我們的研究結(jié)果為實(shí)驗(yàn)上提供了通過利用量子探針的非幺正演化進(jìn)行量子庫(kù)譜密度高精度量子計(jì)量的物理依據(jù),極大地豐富了傳統(tǒng)以量子探針的幺正演化為主要編碼手段的量子計(jì)量方案;同時(shí),我們的束縛態(tài)機(jī)制揭示了量子探針長(zhǎng)時(shí)穩(wěn)態(tài)行為對(duì)量子計(jì)量的建設(shè)性作用,是傳統(tǒng)以玻恩-馬爾科夫近似為主的退相干動(dòng)力學(xué)描述所無法得到的,其有利價(jià)值在于將時(shí)間作為一種計(jì)量資源引入了方案中,對(duì)提高量子計(jì)量精度提供了一個(gè)新的維度。我們得到的譜密度的高精度計(jì)量對(duì)量子工程中退相干控制具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。
張大偉[6](2019)在《利用李雅普諾夫控制制備量子態(tài)》文中研究表明量子力學(xué)與信息科學(xué)的有效結(jié)合使得量子信息學(xué)得以誕生。由于量子系統(tǒng)的敏感性,如何能夠在具有噪聲的環(huán)境中完成量子態(tài)制備是量子信息處理的主要難題。近年來,隨著量子信息技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展,量子信息學(xué)的各種應(yīng)用要求人們必須具備操控和調(diào)節(jié)量子系統(tǒng)的能力,人們對(duì)于量子信息的研究也越來越多地集中于量子態(tài)的操控上。在經(jīng)典控制中,人們通常根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)來決定控制場(chǎng),進(jìn)而達(dá)到控制整個(gè)演化過程的目的。這種方法在經(jīng)典領(lǐng)域簡(jiǎn)單有效,但在量子系統(tǒng)中卻很難完成,原因就是在測(cè)量的過程中系統(tǒng)的量子態(tài)必然會(huì)遭到破壞。幸運(yùn)的是,人們經(jīng)過不斷地研究,找了一種利用模擬閉環(huán)控制動(dòng)力學(xué)方程的形式來得到開環(huán)控制規(guī)律的有效方法,即李雅普諾夫(Lyapunov)控制。李雅普諾夫控制的優(yōu)點(diǎn)就在于它能夠提供一種合理的控制函數(shù)來保證量子系統(tǒng)快速地演化到穩(wěn)定的目標(biāo)態(tài)上。這種有效的控制方法近年來在量子態(tài)的操控和制備方面已被人們所采納,從純態(tài)到糾纏態(tài)的制備、量子門的實(shí)現(xiàn)以及冷卻光機(jī)械振子方面都有所涉及。同時(shí),對(duì)于其它控制方法的研究也如雨后春筍般出現(xiàn)?,F(xiàn)如今控制理論的發(fā)展已經(jīng)深入到人類生活的各個(gè)領(lǐng)域,其促進(jìn)了量子信息學(xué)與生物學(xué)和化學(xué)等自然學(xué)科的交融。而量子控制的快速發(fā)展也對(duì)人們理解基本物理問題、操作微小納米尺度器件和解決算法問題等提供了有力的幫助,推動(dòng)人類在自然科學(xué)研究方面的不斷進(jìn)步。眾所周知,糾纏一直都是描述系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性的一個(gè)重要指標(biāo),其在整個(gè)量子力學(xué)范疇中也處于核心地位。有效地實(shí)現(xiàn)糾纏制備和融合一直都是人們所研究的重點(diǎn)內(nèi)容,學(xué)者們?cè)谶@類問題上的實(shí)驗(yàn)研究技術(shù)也已日趨成熟,目前以圖態(tài)和Dicke態(tài)這兩類問題最具有代表性。量子Zeno效應(yīng)的出現(xiàn)為我們研究這類問題開辟了新的道路,因其可以利用相互作用系統(tǒng)和觀測(cè)儀器之間的連續(xù)性耦合,來得到一種與非幺正動(dòng)力學(xué)方式效果相同的有效哈密頓量。受該種思想的啟發(fā),我們?cè)诘谌糠种刑岢隽艘粋€(gè)結(jié)合Zeno動(dòng)力學(xué)過程的4原子W態(tài)李雅普諾夫控制方案。根據(jù)Zeno動(dòng)力學(xué)的有效變換法則,利用其不變子空間的本征態(tài)來構(gòu)造有效哈密頓。通過近似選擇系統(tǒng)參數(shù),以較高的保真度來得到近乎完美的4原子W態(tài)??紤]到原子和系統(tǒng)的相互作用,在演化過程中原子的自發(fā)輻射和腔衰減是不可避免的,我們也計(jì)算了這些耗散作用對(duì)系統(tǒng)的影響并進(jìn)行了數(shù)值模擬,模擬結(jié)果顯示我們的方案對(duì)于這些影響是不敏感的,具有一定的魯棒性。我們?cè)诒竟?jié)內(nèi)容的最后將方案進(jìn)行了推廣,將其應(yīng)用在制備1→M經(jīng)濟(jì)型相位協(xié)變克隆的實(shí)現(xiàn)上,成功地完成了目標(biāo)態(tài)的制備。量子霍爾效應(yīng)通常被認(rèn)為是二維電子氣的一種奇特現(xiàn)象,Laughlin運(yùn)用變分法實(shí)現(xiàn)了對(duì)霍爾效應(yīng)的物理解釋,其提出的近似波函數(shù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合得很好,得到了諸如不可壓縮性以及帶有分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)意義的任意子激發(fā)等特征。在第四部分內(nèi)容中我們主要論述了利用李雅普諾夫控制實(shí)現(xiàn)分?jǐn)?shù)量子態(tài)的制備方案。在方案中我們采用一般控制的方法,不僅對(duì)分?jǐn)?shù)量子霍爾態(tài)中參數(shù)的選定以及李雅普諾夫控制函數(shù)的形式和控制過程進(jìn)行了描述,還將其應(yīng)用在具體的光晶格系統(tǒng)中。依據(jù)輸入態(tài)的不同而選擇對(duì)應(yīng)控制場(chǎng)來得到有效控制,之后又利用脈沖控制以及優(yōu)化控制場(chǎng)數(shù)量的方式,完成了方案的優(yōu)化;最后對(duì)該方法的魯棒性也進(jìn)行了數(shù)值模擬,得出符合預(yù)期結(jié)果的結(jié)論。最后一部分是對(duì)于全文工作的總結(jié),指出了我們方案的優(yōu)勢(shì)和不足,并對(duì)以后的工作重點(diǎn)做了進(jìn)一步的展望。
田錳[7](2019)在《表面等離激元納米結(jié)構(gòu)中自發(fā)輻射及能級(jí)移動(dòng)的研究》文中進(jìn)行了進(jìn)一步梳理表面等離激元是金屬中自由電子和電磁場(chǎng)共諧震蕩量子化后的準(zhǔn)粒子,能將電磁場(chǎng)約束在金屬表面附近,可突破傳統(tǒng)衍射極限,具有極大的局域場(chǎng)增強(qiáng)效應(yīng),能有效的增強(qiáng)光與物質(zhì)的相互作用。自發(fā)輻射和能級(jí)移動(dòng)不僅是量子電動(dòng)力學(xué)最基本的內(nèi)容,也是許多應(yīng)用研究的基礎(chǔ)。理論上,自發(fā)輻射率和能級(jí)移動(dòng)可用格林函數(shù)表達(dá),本文提出了一種基于有限元法的耗散結(jié)構(gòu)中重整化格林函數(shù)和散射格林函數(shù)的準(zhǔn)確計(jì)算方法;利用相減的Kramers-Kronig(K-K)關(guān)系,獲得了一種表面等離激元納米結(jié)構(gòu)中原子能級(jí)移動(dòng)的快速準(zhǔn)確計(jì)算方法;系統(tǒng)研究了表面等離激元納米結(jié)構(gòu)中二能級(jí)系統(tǒng)自發(fā)輻射動(dòng)力學(xué)的薛定諤方程方法和格林函數(shù)預(yù)解算子方法,結(jié)果表明,利用提出的能級(jí)移動(dòng)計(jì)算方法,格林函數(shù)預(yù)解算法方法能快速準(zhǔn)確獲得系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué);系統(tǒng)研究了不同尺寸的金屬納米柱中非局域表面等離激元對(duì)自發(fā)輻射的調(diào)控特性。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)第一章簡(jiǎn)要介紹了局域和非局域表面等離激元、光子并矢格林函數(shù)、自發(fā)輻射率、能級(jí)移動(dòng)和自發(fā)輻射動(dòng)力學(xué)等基本概念和基本方法。(2)在第二章中,提出了一種基于有限元法的耗散結(jié)構(gòu)中重整化格林函數(shù)和散射格林函數(shù)的準(zhǔn)確計(jì)算方法。根據(jù)量子電動(dòng)力學(xué),原子的自發(fā)輻射率和能級(jí)移動(dòng)可用源點(diǎn)和場(chǎng)點(diǎn)在同一位置時(shí)的光子并矢格林函數(shù)來表達(dá),然而,耗散介質(zhì)中,格林函數(shù)的實(shí)部和虛部均是發(fā)散的,導(dǎo)致了不符合物理的自發(fā)輻射率和能級(jí)移動(dòng)。一種處理方法是考慮原子(量子點(diǎn)、分子)的實(shí)際大小和實(shí)際介電函數(shù),用原子實(shí)際感受到的場(chǎng)代替宏觀場(chǎng)。采用虛腔或?qū)嵡荒P?此時(shí),可用腔中的重整化格林函數(shù),即取腔中的格林函數(shù)的平均值表示。本文提出一種利用有限元法計(jì)算耗散介質(zhì)中實(shí)腔模型和虛腔模型的重整化格林函數(shù)的方法。該方法首先計(jì)算點(diǎn)電偶極子的輻射場(chǎng),將其在小腔內(nèi)取平均得到重整化的場(chǎng),進(jìn)而得到重整化的格林函數(shù)。應(yīng)用該方法到均勻空間中,數(shù)值解與解析解一致,證實(shí)了該方法的可應(yīng)用性及準(zhǔn)確性。任意微納結(jié)構(gòu)中,將重整化的格林函數(shù)減去均勻空間中解析的重整化格林函數(shù)可得重整化的散射格林函數(shù),應(yīng)用該方法到金屬納米球系統(tǒng),數(shù)值解與解析解符合很好。(3)第三章中,提出了一種表面等離激元納米結(jié)構(gòu)中原子能級(jí)移動(dòng)的快速準(zhǔn)確計(jì)算方法,系統(tǒng)研究了表面等離激元納米結(jié)構(gòu)中二能級(jí)系統(tǒng)非馬爾科夫自發(fā)輻射動(dòng)力學(xué)的薛定諤方程方法和格林函數(shù)預(yù)解算子方法。利用K-K關(guān)系,首先將能級(jí)移動(dòng)的主值積分表達(dá)式轉(zhuǎn)換成普通積分的形式,然后將任意躍遷頻率的能及移動(dòng)與零頻時(shí)的能級(jí)移動(dòng)相減,得到了一種快速計(jì)算能級(jí)移動(dòng)的方法,該方法不需計(jì)算虛頻格林函數(shù)和主值積分。應(yīng)用該方法到金屬納米球-原子系統(tǒng)中,采用Drude自由電子氣模型,以虛頻格林函數(shù)方法的結(jié)果作為參照,發(fā)現(xiàn)相減的K-K方法比直接的希爾伯特變換方法更快的收斂。應(yīng)用該方法到金屬空隙型納米腔中的原子,采用實(shí)驗(yàn)測(cè)量的金屬介電常數(shù),能快速準(zhǔn)確的獲得能級(jí)移動(dòng)。采用相同的系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)時(shí)域的薛定諤方程方法需要極寬的頻率范圍內(nèi)的光子并矢格林函數(shù)信息才能準(zhǔn)確獲得系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性,若利用提出的基于相減的K-K關(guān)系所得的能級(jí)移動(dòng),格林函數(shù)預(yù)解算法方法能快速準(zhǔn)確獲得系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性。(4)第四章中,系統(tǒng)研究了不同尺寸的金屬納米柱中非局域表面等離激元對(duì)自發(fā)輻射的調(diào)控特性。將只考慮電子簡(jiǎn)并壓的HDM非局域模型以及進(jìn)一步考慮量子擴(kuò)散效應(yīng)的GNOR非局域模型與基于Drude自由電子氣的局域響應(yīng)模型進(jìn)行對(duì)比,研究不同尺寸的金屬納米柱中原子自發(fā)輻射增強(qiáng)的特性。發(fā)現(xiàn)納米柱的高度H越小,擴(kuò)散作用使峰高降低得越厲害,峰值頻率急劇藍(lán)移,自發(fā)輻射增強(qiáng)效應(yīng)急劇減弱,而當(dāng)半徑R減小時(shí),擴(kuò)散作用只是稍稍降低峰高,峰值頻率急劇紅移。固定縱橫比的情況下,隨著尺寸的減小,自發(fā)輻射增強(qiáng)效應(yīng)越來越弱,擴(kuò)散作用導(dǎo)致的峰高降低越來越明顯,局域和非局域峰的位置均稍稍藍(lán)移,峰位所對(duì)應(yīng)的頻率的差別越來越大。減小原子到金屬表面的距離,研究高階非局域表面等離激元對(duì)自發(fā)輻射的調(diào)控特性,發(fā)現(xiàn)越高階的非局域表面等離激元,非局域?qū)е碌乃{(lán)移越厲害,擴(kuò)散作用導(dǎo)致的峰展寬越明顯。(5)第五章對(duì)全文做了簡(jiǎn)要的總結(jié)和展望。
阿依尼沙·牙生[8](2019)在《量子稠密編碼在記憶性耗散環(huán)境下的自旋鏈中的理論實(shí)現(xiàn)》文中進(jìn)行了進(jìn)一步梳理無論是哪個(gè)量子系統(tǒng)都不能跟外界隔離開來獨(dú)立存在的,真正的量子系統(tǒng)都會(huì)與外部環(huán)境產(chǎn)生相互作用。從而其中出來量子系統(tǒng)退相干的概念。探究開放量子體系的退相干特性和動(dòng)力學(xué)行為,我們必定要慎重思考其所處庫(kù)的特點(diǎn),庫(kù)的種類不一樣會(huì)出現(xiàn)徹底相似的的動(dòng)力學(xué)研究成果。解決開放量子系統(tǒng)的傳統(tǒng)方法通常只考慮系統(tǒng)和環(huán)境之間的弱耦合,并將該庫(kù)視為沒有記憶效應(yīng)的馬爾可夫過程。所以對(duì)探究量子開放系統(tǒng)的非馬爾科夫動(dòng)力學(xué)及其相關(guān)的反饋抑制具有重要的理論和實(shí)際意義。盡人皆知,量子糾纏是量子力學(xué)中重要的特性。量子糾纏近年來得到了深入的研究,由于它在諸如量子密集編碼,量子隱形傳態(tài)和量子密鑰分配等量子信息處理過程當(dāng)中起著緊要作用。量子糾纏是通過量子糾纏態(tài)的幫助下實(shí)現(xiàn)的,量子糾纏態(tài)是量子信息中最受歡迎的主題之一。本文所分析的系統(tǒng)是一個(gè)開放的量子系統(tǒng)。根據(jù)環(huán)境的特點(diǎn),開放量子系統(tǒng)的演化劃為兩個(gè)根本過程,即馬爾科夫和非馬爾科夫。本文主要是研究了非馬爾科夫環(huán)境下海森堡XXZ模型和海森堡XX模型中的量子稠密編碼的理論實(shí)現(xiàn)。本論文主要利用非馬爾科夫量子態(tài)擴(kuò)散(Quantum State Diffusion)方法,處理開放量子體系的精確動(dòng)力學(xué)演化不受耦合強(qiáng)度,關(guān)聯(lián)時(shí)間及庫(kù)的譜密度的影響。其在數(shù)值上處理一個(gè)隨機(jī)的純態(tài),能夠極大的提高計(jì)算效率,適合處理較復(fù)雜的模型。論文一共分為四章內(nèi)容。第一章,簡(jiǎn)單解釋了最近幾年里量子信息論的發(fā)展情況和量子信息的一些基本知識(shí)。第二章除了解釋量子開放系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí),馬爾科夫環(huán)境和非馬爾科夫環(huán)境的概念及兩者區(qū)別以為,還介紹了本文采用的主要方法-非馬爾科夫量子態(tài)擴(kuò)散(QSD)方法、理論推導(dǎo)和它的一些優(yōu)點(diǎn)。第三章解釋了量子密集編碼的概念、成長(zhǎng)歷史和量子密集編碼的基礎(chǔ)原理。第四章研究了利用海森堡XX模型和XXZ模型進(jìn)行量子密集編碼時(shí)非馬爾科夫效應(yīng)對(duì)編碼過程的影響。進(jìn)一步研究了有磁場(chǎng)和DM相互作用時(shí)非馬爾科夫效應(yīng)對(duì)進(jìn)行量子密集編碼的兩比特海森堡XXZ自旋鏈的影響。利用量子密集編碼信道容量的定義式來計(jì)算了量子密集編碼的信道容量與別的系數(shù)之間的關(guān)系。通過不同初態(tài),環(huán)境噪音關(guān)聯(lián)系數(shù)g,XY平面的耦合常數(shù)Jxy,z方向的耦合常數(shù)Jz對(duì)最佳密集編碼信道容量的作用進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)了在不同初始態(tài)下參數(shù)g的減少能夠有效地增加量子密集編碼信道容量,非馬爾科夫記憶效應(yīng)對(duì)于信道容量發(fā)揮到積極作用;初態(tài)為(?)時(shí),增大Jxy對(duì)密集編碼信道容量起消極作用,Jz對(duì)密集編碼信道容量其積極作用;對(duì)于初態(tài)(?)對(duì)密集編碼信道容量起到積極作用,反之Jz起到消極作用。此外,量子通道為分離態(tài)時(shí)環(huán)境噪音關(guān)聯(lián)系數(shù)g影響下,系統(tǒng)密集編碼信道容量隨時(shí)間逐漸提高,長(zhǎng)時(shí)間極限下將趨于大于1的穩(wěn)定值,仍優(yōu)于經(jīng)典通信的信道容量。后來還分析了外部磁場(chǎng)和DM相互作用兩qubit海森堡XXZ模塊中完成量子密集編碼的影響。結(jié)果表明:DM相互作用對(duì)量子稠密編碼信道容量起到積極作用。從研究成果得出,利用可控參數(shù)不同的組合可以達(dá)到長(zhǎng)時(shí)間保持高的量子密集編碼的信道容量,從而確定最優(yōu)量子密集編碼所需的可控參數(shù)。
喬玉龍[9](2020)在《混合量子系統(tǒng)的精確耗散動(dòng)力學(xué)研究》文中認(rèn)為我們對(duì)實(shí)際量子系統(tǒng)的描述,不可避免地涉及到系統(tǒng)與外界環(huán)境的耦合。而外部環(huán)境往往具有很高的自由度,因此開放量子系統(tǒng)的精確動(dòng)力學(xué)研究始終是一個(gè)非平凡的問題。在過去的工作中研究者提出了很多的理論方法來處理開放量子系統(tǒng),包括量子軌道方法、蒙特卡洛數(shù)值模擬以及Kraus分解等等。目前來看,應(yīng)用最廣泛的還是基于馬爾科夫近似條件下的Lindblad型的主方程。但現(xiàn)在的研究表明,許多實(shí)際的量子系統(tǒng)與環(huán)境具有很高的耦合強(qiáng)度,從而突破了馬爾科夫的近似條件,因此求解非馬爾科夫的動(dòng)力學(xué)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。量子態(tài)擴(kuò)散方程提供一種有效精確求解非馬爾科夫動(dòng)力學(xué)的方法。利用該方法,可以將環(huán)境的模式轉(zhuǎn)化成高斯噪聲的形式,然后借助于噪聲的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)快速提取出系統(tǒng)的信息,從而得到系統(tǒng)的精確動(dòng)力學(xué)。近期的研究通過對(duì)腔模進(jìn)行噪聲化,將這種方法推廣到了更一般的情形下。我們不僅可以處理系統(tǒng)與環(huán)境直接耦合的情況,而且可以方便地精確求解存在間接耦合的物理系統(tǒng),例如原子系統(tǒng)與耗散腔模之間存在相互作用的混合量子系統(tǒng)。另外一方面,由于混合量子系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用于量子計(jì)算和量子信息,因此借助于精確的動(dòng)力學(xué),可以進(jìn)一步探討延長(zhǎng)系統(tǒng)相干時(shí)間的方法,從而為搭建實(shí)際的物理系統(tǒng)提供建議?;谶@些考慮,本論文詳細(xì)地研究了量子態(tài)擴(kuò)散方程在混合量子系統(tǒng)中的應(yīng)用,并且借助于精確的非馬爾科夫動(dòng)力學(xué),探討了不同耗散混合系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。本論文共分為四章,具體章節(jié)安排如下:第一章是緒論部分。我們給出了文章的研究背景,引入了混合量子系統(tǒng)的概念,并對(duì)現(xiàn)在主流的混合量子系統(tǒng)以及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了介紹。另外對(duì)于處理耗散系統(tǒng)的非馬爾科夫的動(dòng)力學(xué)也進(jìn)行了概述,并且指出了我們處理混合系統(tǒng)的研究方法—量子態(tài)擴(kuò)散方程及其優(yōu)勢(shì)。隨后我們基于傳統(tǒng)的量子態(tài)擴(kuò)散方程,推導(dǎo)出了適用于混合系統(tǒng)的擴(kuò)散方程。第二章基于精確的主方程,求解了處于耗散腔網(wǎng)絡(luò)中的量子比特動(dòng)力學(xué)。通過將腔和庫(kù)的組合定義為雙重的級(jí)聯(lián)環(huán)境,我們研究了級(jí)聯(lián)環(huán)境的參數(shù)和結(jié)構(gòu)對(duì)比特系統(tǒng)相干和糾纏的影響,給出了延長(zhǎng)系統(tǒng)相干時(shí)間的策略。并且我們通過一套幺正變換的理論,對(duì)動(dòng)力學(xué)反映的物理機(jī)制進(jìn)行了解釋。第三章我們研究了受驅(qū)動(dòng)的三能級(jí)混合系統(tǒng)。首先基于三能級(jí)系統(tǒng)的主方程,我們研究了在連續(xù)激光和脈沖激光兩種情況下的原子絕熱演化過程,證明了絕熱近似的合理性。另外,我們也研究了當(dāng)激光和腔模構(gòu)成閉合回路型的相互作用時(shí),驅(qū)動(dòng)激光的相對(duì)相位對(duì)三能級(jí)原子布居動(dòng)力學(xué)的影響。第四章歸納概括本論文的主要結(jié)論及創(chuàng)新點(diǎn),提出接下來的研究計(jì)劃。
董靖[10](2018)在《非馬爾可夫熱庫(kù)中的自發(fā)輻射及慢光機(jī)制研究》文中認(rèn)為原子自發(fā)輻射特性在量子信息與量子計(jì)算、光信息存儲(chǔ)、光通訊等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價(jià)值,因此原子自發(fā)輻射行為的研究備受矚目。原子的自發(fā)輻射是處于高能級(jí)的原子在沒有外來擾動(dòng)的作用下,自發(fā)躍遷至低能級(jí)而輻射一個(gè)光子的過程。但研究發(fā)現(xiàn)原子的自發(fā)輻射不僅由其能級(jí)結(jié)構(gòu)決定,而且還與其所處的環(huán)境密切相關(guān)。因已對(duì)置于光子晶體熱庫(kù)內(nèi)原子的自發(fā)輻射特性做了深入研究,科研工作者可對(duì)新的物理現(xiàn)象作出預(yù)測(cè)性假設(shè),本文就光子晶體這一特殊非馬爾可夫熱庫(kù)作為背景環(huán)境對(duì)置于光子晶體熱庫(kù)中的三能級(jí)Λ型原子及四能級(jí)原子自發(fā)輻射行為展開研究。具體內(nèi)容如下:我們首先介紹了光子晶體這一特殊的非馬爾可夫熱庫(kù),并闡述了光子晶體內(nèi)原子自發(fā)輻射的研究現(xiàn)狀及光子晶體對(duì)慢光行為的影響。后續(xù)介紹了研究光子晶體內(nèi)原子自發(fā)輻射特性的相關(guān)基礎(chǔ)理論,例如描繪量子系統(tǒng)的三種基本繪景、馬爾可夫熱庫(kù)及非馬爾可夫熱庫(kù)的概念、延遲格林函數(shù)與拉普拉斯變換及其逆變換。之后,基于雙帶邊模下的特定模式密度研究了置于光子晶體內(nèi)三能級(jí)Λ型原子躍遷至分立熱庫(kù)及同一光子帶隙熱庫(kù)并與其耦合的自發(fā)輻射行為,并基于同等條件下探索了三能級(jí)Λ型原子的慢光機(jī)制及其規(guī)律。最后,研究了置于光子晶體內(nèi)四能級(jí)原子躍遷至分立熱庫(kù)及同一光子帶隙熱庫(kù)并與其耦合的原子衰減特性,與此同時(shí),研究了基于不同模式密度下的原子自發(fā)衰減特性。經(jīng)過研究普遍發(fā)現(xiàn),原子與光子帶隙熱庫(kù)的相互作用的強(qiáng)弱決定了上能級(jí)是否發(fā)生劈裂,自發(fā)輻射譜是否呈現(xiàn)為非洛倫茲線形以及自發(fā)輻射譜中是否有暗線出現(xiàn)。
二、原子自發(fā)輻射的非馬爾科夫理論(論文開題報(bào)告)
(1)論文研究背景及目的
此處內(nèi)容要求:
首先簡(jiǎn)單簡(jiǎn)介論文所研究問題的基本概念和背景,再而簡(jiǎn)單明了地指出論文所要研究解決的具體問題,并提出你的論文準(zhǔn)備的觀點(diǎn)或解決方法。
寫法范例:
本文主要提出一款精簡(jiǎn)64位RISC處理器存儲(chǔ)管理單元結(jié)構(gòu)并詳細(xì)分析其設(shè)計(jì)過程。在該MMU結(jié)構(gòu)中,TLB采用叁個(gè)分離的TLB,TLB采用基于內(nèi)容查找的相聯(lián)存儲(chǔ)器并行查找,支持粗粒度為64KB和細(xì)粒度為4KB兩種頁(yè)面大小,采用多級(jí)分層頁(yè)表結(jié)構(gòu)映射地址空間,并詳細(xì)論述了四級(jí)頁(yè)表轉(zhuǎn)換過程,TLB結(jié)構(gòu)組織等。該MMU結(jié)構(gòu)將作為該處理器存儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的一個(gè)重要組成部分。
(2)本文研究方法
調(diào)查法:該方法是有目的、有系統(tǒng)的搜集有關(guān)研究對(duì)象的具體信息。
觀察法:用自己的感官和輔助工具直接觀察研究對(duì)象從而得到有關(guān)信息。
實(shí)驗(yàn)法:通過主支變革、控制研究對(duì)象來發(fā)現(xiàn)與確認(rèn)事物間的因果關(guān)系。
文獻(xiàn)研究法:通過調(diào)查文獻(xiàn)來獲得資料,從而全面的、正確的了解掌握研究方法。
實(shí)證研究法:依據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論和實(shí)踐的需要提出設(shè)計(jì)。
定性分析法:對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行“質(zhì)”的方面的研究,這個(gè)方法需要計(jì)算的數(shù)據(jù)較少。
定量分析法:通過具體的數(shù)字,使人們對(duì)研究對(duì)象的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步精確化。
跨學(xué)科研究法:運(yùn)用多學(xué)科的理論、方法和成果從整體上對(duì)某一課題進(jìn)行研究。
功能分析法:這是社會(huì)科學(xué)用來分析社會(huì)現(xiàn)象的一種方法,從某一功能出發(fā)研究多個(gè)方面的影響。
模擬法:通過創(chuàng)設(shè)一個(gè)與原型相似的模型來間接研究原型某種特性的一種形容方法。
三、原子自發(fā)輻射的非馬爾科夫理論(論文提綱范文)
(1)非馬爾科夫環(huán)境下二能級(jí)原子與耦合腔之間的糾纏轉(zhuǎn)移(論文提綱范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 緒論 |
1.1 研究背景及意義 |
1.2 量子信息理論 |
1.2.1 量子糾纏理論 |
1.2.2 糾纏度量 |
1.2.3 量子消相干 |
1.2.4 量子糾纏的應(yīng)用與前景 |
1.3 本文主要工作 |
第2章 腔量子電動(dòng)力學(xué) |
2.1 腔QED的基本理論 |
2.2 腔QED系統(tǒng)的基本原理 |
2.3 耦合腔 |
2.4 本章小結(jié) |
第3章 原子與耦合腔系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)及其演化 |
3.1 二能級(jí)原子與耦合腔系統(tǒng)的糾纏動(dòng)力學(xué) |
3.1.1 非馬爾科夫動(dòng)力學(xué)—NMQSD方法 |
3.1.2 理論模型 |
3.1.3 NMQSD主方程 |
3.2 二能級(jí)原子與耦合腔系統(tǒng)的糾纏轉(zhuǎn)移理論分析 |
3.2.1 旋波近似下系統(tǒng)的糾纏轉(zhuǎn)移 |
3.2.2 非馬爾科夫環(huán)境對(duì)系統(tǒng)糾纏轉(zhuǎn)移的影響 |
3.2.3 系統(tǒng)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)糾纏轉(zhuǎn)移的影響 |
3.2.4 非馬爾科夫環(huán)境對(duì)糾纏產(chǎn)生的影響 |
3.3 本章小結(jié) |
第4章 總結(jié)與展望 |
參考文獻(xiàn) |
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果 |
致謝 |
(2)表面等離激元納米結(jié)構(gòu)中原子的自發(fā)輻射動(dòng)力學(xué)(論文提綱范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 緒論 |
1.1 表面等離激元簡(jiǎn)介 |
1.2 金屬的局域和非局域響應(yīng) |
1.3 自發(fā)輻射及其動(dòng)力學(xué)求解方法 |
1.3.1 自發(fā)輻射簡(jiǎn)介 |
1.3.2 自發(fā)輻射動(dòng)力學(xué)的研究方法 |
1.4 光子并矢格林函數(shù)及其計(jì)算方法簡(jiǎn)介 |
1.4.1 局域和非局域光子并矢格林函數(shù) |
1.4.2 光子并矢格林函數(shù)的計(jì)算方法 |
1.5 能級(jí)移動(dòng)及其計(jì)算方法簡(jiǎn)介 |
1.6 本文的主要研究?jī)?nèi)容簡(jiǎn)介 |
第2章 金屬介電函數(shù)的正確運(yùn)用 |
2.1 引言 |
2.2 理論與模型 |
2.3 計(jì)算結(jié)果及討論 |
2.4 結(jié)論 |
第3章 表面等離激元-量子點(diǎn)束縛態(tài)和非馬爾科夫動(dòng)力學(xué) |
3.1 引言 |
3.2 理論方法與模型 |
3.3 束縛態(tài)和非馬爾科夫動(dòng)力學(xué)研究方法的特性 |
3.3.1 能級(jí)移動(dòng)和束縛態(tài)存在的條件 |
3.3.2 激發(fā)態(tài)長(zhǎng)時(shí)間極限下的生存幾率和非馬爾科夫動(dòng)力學(xué) |
3.4 納米腔-量子點(diǎn)束縛態(tài)的存在條件和非馬爾科夫動(dòng)力學(xué) |
3.5 結(jié)論 |
第4章 非局域表面等離激元納米結(jié)構(gòu)中量子點(diǎn)的非馬爾科夫動(dòng)力學(xué) |
4.1 計(jì)算方法和參數(shù) |
4.2 金屬納米球 |
4.3 金屬納米球殼 |
4.4 金屬納米橢球 |
4.5 結(jié)論 |
第5章 總結(jié)與展望 |
致謝 |
參考文獻(xiàn) |
作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果 |
(3)真空漲落與量子系統(tǒng)的糾纏動(dòng)力學(xué)和輻射性質(zhì)(論文提綱范文)
0.1 中文摘要 |
0.2 英文摘要 |
第一章 緒論 |
1.1 真空和Unruh效應(yīng)簡(jiǎn)介 |
1.1.1 真空的定義 |
1.1.2 Unruh效應(yīng) |
1.2 原子輻射性質(zhì)簡(jiǎn)介 |
1.2.1 原子的自發(fā)輻射和自發(fā)激發(fā) |
1.2.2 原子的Lamb移動(dòng)和Casimir-Polder相互作用 |
1.2.3 DDC的算符對(duì)稱排序方法 |
1.3 開放量子系統(tǒng)理論簡(jiǎn)介 |
1.3.1 開放量子系統(tǒng)狀態(tài)的描述 |
1.3.2 開放量子系統(tǒng)演化的主方程 |
1.4 量子糾纏簡(jiǎn)介 |
1.4.1 量子糾纏態(tài) |
1.4.2 量子糾纏的判據(jù) |
1.4.3 量子糾纏的度量 |
第二章 平直時(shí)空中勻加速原子的自發(fā)激發(fā) |
2.1 勻加速原子與物質(zhì)場(chǎng)漲落相互作用 |
2.1.1 與真空無質(zhì)量實(shí)標(biāo)量場(chǎng)漲落相互作用 |
2.1.2 與真空電磁場(chǎng)漲落相互作用 |
2.1.3 與真空Dirac場(chǎng)漲落相互作用 |
2.2 勻加速原子與時(shí)空自身漲落相互作用 |
2.2.1 時(shí)空自身量子漲落 |
2.2.2 與時(shí)空自身漲落相互作用的原子的自發(fā)激發(fā) |
2.3 小結(jié) |
第三章 在開放量子系統(tǒng)的框架下計(jì)算Casimir-Polder相互作用 |
3.1 二階和四階微擾近似下的Casimir-Polder相互作用 |
3.1.1 二階微擾近似下的情形 |
3.1.2 四階微擾近似下的情形 |
3.1.3 二階和四階微擾近似下結(jié)果的比較 |
3.2 二階和四階微擾近似下的兩個(gè)舉例 |
3.2.1 加速的兩原子系統(tǒng)處于糾纏態(tài) |
3.2.2 加速的兩原子系統(tǒng)處于分離態(tài) |
3.3 小結(jié) |
第四章 與時(shí)空自身漲落相互作用的兩子系統(tǒng)間的糾纏產(chǎn)生 |
4.1 兩原子系統(tǒng)的二階主方程 |
4.2 兩原子的糾纏判據(jù)一部分轉(zhuǎn)置判據(jù) |
4.3 自由空間中兩原子糾纏產(chǎn)生的條件 |
4.4 一塊無窮大全反射邊界附近兩子系統(tǒng)間糾纏產(chǎn)生的條件 |
4.4.1 系統(tǒng)平行邊界放置的情形 |
4.4.2 系統(tǒng)垂直邊界放置的情形 |
4.5 小結(jié) |
第五章 一塊無窮大全反射邊界附近兩原子的糾纏動(dòng)力學(xué) |
5.1 與真空電磁場(chǎng)相互作用的兩原子系統(tǒng)的二階主方程 |
5.2 兩原子的糾纏度量— Concurrence |
5.3 討論 |
5.3.1 Concurrence隨時(shí)間的演化 |
5.3.2 演化過程中Concurrence的最大值 |
5.4 小結(jié) |
第六章 總結(jié)與展望 |
附錄A 條件不等式(4.16)中耦合系數(shù)A_i和B_i的計(jì)算 |
附錄B 方程組(5.15)中耦合系數(shù)A_i和B_i的計(jì)算 |
參考文獻(xiàn) |
攻讀博士學(xué)位學(xué)位期間完成的論文 |
致謝 |
(4)量子躍遷反饋控制下開放三能級(jí)系統(tǒng)的費(fèi)舍信息與量子失協(xié)(論文提綱范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
第一章 緒論 |
1.1 研究背景 |
1.2 開放量子系統(tǒng)的基本理論 |
1.2.1 封閉量子系統(tǒng)的概念 |
1.2.2 開放量子系統(tǒng)的概念 |
1.2.3 馬爾科夫主方程的推導(dǎo) |
1.3 開放量子系統(tǒng)的QJB反饋控制 |
1.4 量子系統(tǒng)的費(fèi)舍信息和量子失協(xié) |
1.4.1 參數(shù)估計(jì)精度的度量——費(fèi)舍信息 |
1.4.2 量子關(guān)聯(lián)的度量——量子失協(xié) |
第二章 QJB反饋控制下開放三能級(jí)系統(tǒng)的費(fèi)舍信息 |
2.1 引言 |
2.2 物理模型 |
2.3 QJB反饋控制作用下的費(fèi)舍信息 |
2.4 QJB反饋控制和經(jīng)典驅(qū)動(dòng)聯(lián)合作用下的費(fèi)舍信息 |
2.5 本章小結(jié) |
第三章 QJB反饋控制下不同環(huán)境中兩原子系統(tǒng)的量子失協(xié)保護(hù) |
3.1 引言 |
3.2 物理模型 |
3.3 量子失協(xié)的保護(hù) |
3.4 本章小結(jié) |
第四章 QJB反饋控制下同一環(huán)境中兩原子系統(tǒng)的量子失協(xié)產(chǎn)生 |
4.1 引言 |
4.2 物理模型 |
4.3 量子失協(xié)的產(chǎn)生 |
4.4 本章小結(jié) |
第五章 總結(jié)和展望 |
參考文獻(xiàn) |
致謝 |
攻讀碩士期間發(fā)表的論文 |
(5)譜密度的量子計(jì)量研究(論文提綱范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 緒論 |
1.1 量子計(jì)量學(xué)簡(jiǎn)介 |
1.2 開放量子系統(tǒng)簡(jiǎn)介 |
1.3 研究動(dòng)機(jī) |
1.4 本文構(gòu)架 |
第二章 費(fèi)舍爾信息與Cramér-Rao不等式 |
2.1 費(fèi)舍爾信息 |
2.2 Cramér-Rao不等式 |
2.3 量子費(fèi)舍爾信息 |
2.3.1 量子費(fèi)舍爾信息的計(jì)算 |
2.3.2 量子費(fèi)舍爾信息的性質(zhì) |
2.3.3 量子費(fèi)舍爾信息的應(yīng)用 |
2.4 本章小結(jié) |
第三章 量子探針和量子庫(kù)的耦合動(dòng)力學(xué) |
3.1 模型介紹 |
3.2 約化系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與精確主方程 |
3.3 束縛態(tài)的形成 |
3.4 本章小結(jié) |
第四章 量子庫(kù)譜密度的量子計(jì)量 |
4.1 單量子探針的情況 |
4.2 多量子探針的情況 |
4.3 本章小結(jié) |
第五章 總結(jié)與展望 |
5.1 總結(jié) |
5.2 展望 |
參考文獻(xiàn) |
在學(xué)期間的研究成果 |
致謝 |
(6)利用李雅普諾夫控制制備量子態(tài)(論文提綱范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 緒論 |
1.1 量子信息的發(fā)展 |
1.2 控制理論 |
1.3 論文結(jié)構(gòu)安排 |
第二章 背景知識(shí) |
2.1 量子控制 |
2.1.1 反饋控制 |
2.1.2 量子李雅普諾夫控制 |
2.2 量子態(tài) |
2.3 量子霍爾效應(yīng) |
2.3.1 整數(shù)量子霍爾效應(yīng) |
2.3.2 分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng) |
2.3.3 Laughlin波函數(shù) |
第三章 利用量子Zeno動(dòng)力學(xué)制備W態(tài) |
3.1 基本理論 |
3.1.1 態(tài)距離法李雅普諾夫控制 |
3.1.2 量子Zeno動(dòng)力學(xué) |
3.2 有效哈密頓量和W態(tài)制備 |
3.3 耗散效應(yīng) |
3.4 實(shí)現(xiàn)1→M經(jīng)濟(jì)型相位協(xié)變量子克隆 |
3.5 小結(jié) |
第四章 基于李雅普諾夫控制實(shí)現(xiàn)分?jǐn)?shù)量子霍爾態(tài) |
4.1 分?jǐn)?shù)量子霍爾態(tài)與李雅普諾夫控制理論 |
4.1.1 分?jǐn)?shù)量子霍爾態(tài) |
4.1.2 平均值法李雅普諾夫控制 |
4.2 物理系統(tǒng)模型 |
4.3 制備過程的魯棒性 |
4.4 控制場(chǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì) |
4.4.1 強(qiáng)度優(yōu)化設(shè)計(jì) |
4.4.2 控制場(chǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì) |
4.5 小結(jié) |
第五章 結(jié)論與展望 |
5.1 本文工作總結(jié) |
5.2 未來展望 |
參考文獻(xiàn) |
致謝 |
在學(xué)期間公開發(fā)表論文及著作情況 |
(7)表面等離激元納米結(jié)構(gòu)中自發(fā)輻射及能級(jí)移動(dòng)的研究(論文提綱范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 緒論 |
1.1 表面等離激元 |
1.1.1 表面等離激元概述 |
1.1.2 表面等離激元局域和非局域響應(yīng)模型 |
1.2 自發(fā)輻射及能級(jí)移動(dòng) |
1.3 格林函數(shù)的解析和有限元求解方法 |
1.4 重整化格林函數(shù)和散射格林函數(shù) |
1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容 |
第2章 基于有限元法的耗散介質(zhì)中重整化光子格林函數(shù)的準(zhǔn)確計(jì)算方法研究 |
2.1 引言 |
2.2 理論與模型 |
2.3 結(jié)果與討論 |
2.4 結(jié)論 |
第3章 表面等離激元納米結(jié)構(gòu)中原子的能級(jí)移動(dòng)和自發(fā)輻射動(dòng)力學(xué)的計(jì)算方法研究 |
3.1 引言 |
3.2 模型和計(jì)算方法 |
3.3 三種計(jì)算能級(jí)移動(dòng)的方法及其特性 |
3.4 兩種動(dòng)力學(xué)計(jì)算方法及其特性 |
3.5 表面等離激元納米腔中原子的能級(jí)移動(dòng)和自發(fā)輻射動(dòng)力學(xué) |
3.6 結(jié)論 |
第4章 非局域表面等離激元納米結(jié)構(gòu)中自發(fā)輻射率的研究 |
4.1 引言 |
4.2 模型與理論方法 |
4.2.1 模型 |
4.2.2 理論方法 |
4.3 結(jié)果與討論 |
4.4 結(jié)論 |
第5章 總結(jié)與展望 |
致謝 |
作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果 |
參考文獻(xiàn) |
(8)量子稠密編碼在記憶性耗散環(huán)境下的自旋鏈中的理論實(shí)現(xiàn)(論文提綱范文)
中文摘要 |
abstract |
1 緒論 |
1.1 量子信息簡(jiǎn)介 |
1.2 量子信息理論基礎(chǔ) |
1.3 研究目的及意義 |
2 量子開放系統(tǒng) |
2.1 量子開放系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí) |
2.2 非記憶性的Markovian過程和記憶性的Non-Markovian過程 |
2.3 Non-Markovian量子態(tài)擴(kuò)散方法 |
3 量子密集編碼 |
3.1 量子密集編碼發(fā)展歷史及概念 |
3.2 量子密集編碼的基本原理 |
3.3 量子密集編碼信道容量定義及相關(guān)研究現(xiàn)狀 |
4 記憶性耗散環(huán)境下海森堡自旋鏈模型中量子密集編碼的理論實(shí)現(xiàn) |
4.1 海森堡XX模型的哈密頓量 |
4.2 信道容量的演化 |
4.3 兩比特海森堡 XXZ 模型的哈密頓量 |
4.4 模型中實(shí)現(xiàn)量子密集編碼 |
總結(jié)與展望 |
參考文獻(xiàn) |
在讀期間發(fā)表的論文 |
致謝 |
(9)混合量子系統(tǒng)的精確耗散動(dòng)力學(xué)研究(論文提綱范文)
摘要 |
Abstract |
1 緒論 |
1.1 研究背景和現(xiàn)狀 |
1.1.1 混合量子系統(tǒng) |
1.1.2 非馬爾可夫動(dòng)力學(xué) |
1.2 理論基礎(chǔ)和研究方法 |
1.2.1 傳統(tǒng)量子態(tài)擴(kuò)散方程 |
1.2.2 混合系統(tǒng)下的量子態(tài)擴(kuò)散方程 |
參考文獻(xiàn) |
2 級(jí)聯(lián)環(huán)境下開放系統(tǒng)的量子性保護(hù) |
2.1 引言 |
2.2 物理模型及其通解 |
2.3 量子比特系統(tǒng)的相干和糾纏 |
2.3.1 單量子比特系統(tǒng)的相干 |
2.3.2 兩比特系統(tǒng)的糾纏 |
2.4 等效模型 |
2.5 本章小結(jié) |
參考文獻(xiàn) |
3 三能級(jí)混合系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué) |
3.1 引言 |
3.2 受驅(qū)動(dòng)的三能級(jí)混合系統(tǒng)的絕熱動(dòng)力學(xué) |
3.3 相位控制的三能級(jí)布居動(dòng)力學(xué) |
3.4 本章小結(jié) |
參考文獻(xiàn) |
4 總結(jié) |
4.1 主要結(jié)論及創(chuàng)新點(diǎn) |
4.2 未來工作展望 |
碩士期間主要研究成果 |
致謝 |
(10)非馬爾可夫熱庫(kù)中的自發(fā)輻射及慢光機(jī)制研究(論文提綱范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 緒論 |
1.1 光子晶體簡(jiǎn)介 |
1.2 光子晶體中原子的自發(fā)輻射 |
1.3 光子晶體慢光的研究現(xiàn)狀 |
1.4 本文研究的主要內(nèi)容 |
第2章 原子自發(fā)輻射的相關(guān)理論基礎(chǔ) |
2.1 描述量子系統(tǒng)的三種基本繪景 |
2.1.1 薛定諤繪景 |
2.1.2 海森堡繪景 |
2.1.3 相互作用繪景 |
2.2 馬爾可夫熱庫(kù)和非馬爾可夫熱庫(kù) |
2.3 描述光子晶體熱庫(kù)性質(zhì)的延遲格林函數(shù) |
2.3.1 光子晶體中的延遲格林函數(shù) |
2.3.2 光子晶體中的模式密度 |
2.4 拉普拉斯變換及其逆變換 |
2.4.1 拉普拉斯變換的基本性質(zhì) |
2.4.2 利用留數(shù)定理計(jì)算拉普拉斯逆變換 |
2.5 本章小結(jié) |
第3章 三能級(jí)原子的自發(fā)輻射及慢光機(jī)制 |
3.1 引言 |
3.2 耦合到分立熱庫(kù)中的三能級(jí)原子的衰減特性 |
3.3 耦合到分立熱庫(kù)中的三能級(jí)原子的慢光機(jī)制 |
3.4 耦合到同一熱庫(kù)中的三能級(jí)原子的衰減特性 |
3.5 本章小結(jié) |
第4章 四能級(jí)原子模型的自發(fā)輻射特性 |
4.1 引言 |
4.2 耦合到分立熱庫(kù)中的四能級(jí)原子的衰減特性 |
4.3 不同模式密度下的原子的自發(fā)輻射特性 |
4.4 耦合到同一熱庫(kù)中的四能級(jí)原子的衰減特性 |
4.5 本章小結(jié) |
結(jié)論與展望 |
參考文獻(xiàn) |
致謝 |
四、原子自發(fā)輻射的非馬爾科夫理論(論文參考文獻(xiàn))
- [1]非馬爾科夫環(huán)境下二能級(jí)原子與耦合腔之間的糾纏轉(zhuǎn)移[D]. 林佩英. 華北電力大學(xué)(北京), 2021(01)
- [2]表面等離激元納米結(jié)構(gòu)中原子的自發(fā)輻射動(dòng)力學(xué)[D]. 文莎莎. 吉首大學(xué), 2020(12)
- [3]真空漲落與量子系統(tǒng)的糾纏動(dòng)力學(xué)和輻射性質(zhì)[D]. 程石婧. 湖南師范大學(xué), 2020(01)
- [4]量子躍遷反饋控制下開放三能級(jí)系統(tǒng)的費(fèi)舍信息與量子失協(xié)[D]. 王暢. 湖南師范大學(xué), 2020(01)
- [5]譜密度的量子計(jì)量研究[D]. 彭楨. 蘭州大學(xué), 2020(01)
- [6]利用李雅普諾夫控制制備量子態(tài)[D]. 張大偉. 東北師范大學(xué), 2019(04)
- [7]表面等離激元納米結(jié)構(gòu)中自發(fā)輻射及能級(jí)移動(dòng)的研究[D]. 田錳. 吉首大學(xué), 2019(02)
- [8]量子稠密編碼在記憶性耗散環(huán)境下的自旋鏈中的理論實(shí)現(xiàn)[D]. 阿依尼沙·牙生. 新疆師范大學(xué), 2019(05)
- [9]混合量子系統(tǒng)的精確耗散動(dòng)力學(xué)研究[D]. 喬玉龍. 浙江大學(xué), 2020(02)
- [10]非馬爾可夫熱庫(kù)中的自發(fā)輻射及慢光機(jī)制研究[D]. 董靖. 哈爾濱工業(yè)大學(xué), 2018(02)
標(biāo)簽:原子論文; 動(dòng)力學(xué)論文; 量子論文; 表面等離激元論文; 量子隱形傳態(tài)論文;